L'anió d'hidrogen, H−, és un ió negatiu de l'hidrogen, és a dir, un àtom d'hidrogen que ha capturat un electró addicional. L'anió d'hidrogen és un constituent important de l'atmosfera de les estrelles, com el Sol. En química, aquest ió s'anomena hidrur. L'ió té dos electrons units per la força electromagnètica a un nucli que conté un protó.

L'energia d'enllaç de H− és igual a l'energia d'enllaç d'un electró addicional a un àtom d'hidrogen, anomenada afinitat electrònica de l'hidrogen. Es mesura com a o (vegeu Afinitat electrònica (pàgina de dades)). L'energia total de l'estat fonamental esdevé així .

Per la desigualtat de Lieb, H2− no té cap estat lligat, per tant no existeix.

Existència L'anió d'hidrogen és la font dominant d'opacitat lliure de lligats a longituds d'ona visibles i infrarojes properes a les atmosferes d'estrelles com el Sol i més fredes; la seva importància es va observar per primera vegada a la dècada de 1930. L'ió absorbeix fotons amb energies en el rang de 0,75 a 4,0 eV, que va des de l'infraroig fins a l'espectre visible. La majoria dels electrons d'aquests ions negatius provenen de la ionització de metalls amb potencials de primera ionització baixos, inclosos els metalls alcalins i els alcalinoterris. El procés que expulsa l'electró de l'ió s'anomena correctament fotodespreniment en lloc de fotoionització perquè el resultat és un àtom neutre (en lloc d'un ió) i un electró lliure.

L'H− també es troba a la ionosfera terrestre i es pot produir en acceleradors de partícules.

La seva existència va ser demostrada teòricament per primera vegada per Hans Bethe el 1929, que va utilitzar el mètode variacional d'Hylleraas per demostrar que H− està lligat. Va estimar la seva energia en estat fonamental com a (), situant-lo per sota de l'energia de l'estat fonamental de l'àtom d'hidrogen (). H− és inusual perquè, en la seva forma lliure, no té estats excitats lligats, tal com es va demostrar finalment el 1977.

En química, l'hidrogen té l'estat d'oxidació formal −1 en l'anió hidrur.

El terme hidrur probablement s'utilitza més sovint per descriure compostos d'hidrogen amb altres elements en què l'hidrogen es troba en l'estat d'oxidació formal -1. En la majoria d'aquests compostos, l'enllaç entre l'hidrogen i el seu veí més proper és covalent. Un exemple d'hidrur és l'anió borohidrur ().

Referències

Categoria:Física atòmica